skripsi pengaruh penggunaan residue catalityc (rcc
TRANSCRIPT
i
SKRIPSI
PENGARUH PENGGUNAAN RESIDUE CATALITYC (RCC) SEBAGAI
PENJERAP KADAR PEMURNIAN BIOETANOL
Dibuat Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Kurikulum
Pada Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Palembang
Oleh :
Deri Yulianzah 122017066
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PALEMBANG
2021
ii
iii
iv
v
vi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penyusun panjatkan Kehadirat Allah SWT atas segala rahmat
dan Karunia-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan proposal penelitian yang
berjudul “PENGARUH PENGGUNAAN RESIDU CATALITYC (RCC)
SEBAGAI PENYERAP KADAR PEMURNIAN BIOETANOL “ ini dengan baik.
Penelitian ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan strata
satu di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah
Palembang dan bertujuan untuk menggali dan menerapkan ilmu yang telah didapat
selama kuliah. Penulis menyadari bahwa di dalam penyusunan Proposal Penelitian
masih terdapat banyak kekurangan, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan
kritik dan saran dari semua pihak agar penyusunan ini dapat lebih sempurna.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr.Ir.Kgs.A.Roni,M.T Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Palembang
2. Ibu Ir. Erna Yuliwati, M.T,Ph.D Selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas
Muhammadiyah Palembang
3. Ibu Dr.Mardwita,S.T,M.T Selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Universitas
Muhammadiyah Palembang
4. Ibu Netty Herawati S.T,M.T selaku Dosen Pembimbing I
5. Ibu Ir. Rifdah M.T selaku Dosen Pembimbing II
6. Rekan-rekan Mahasiswa di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Kimia Universitas
Muhammadiyah Palembang.
Semoga tugas Penelitian ini dapat bermanfaat bagi kita semua,Aamiin
Palembang, September 2021
Penulis
vii
ABSTRAK
PENGARUH PENGGUNAAN RESIDUE CATALITYC (RCC) SEBAGAI
PENJERAP KADAR PEMURNIAN BIOETANOL
Bioetanol dapat diproduksi melalui proses fermentasi dari tanaman penghasil
karbohidrat dan gula. Salah satu bahan baku yang dapat digunakan untuk pembuatan
bioetanol ini adalah kulit nanas. Penelitian ini dilakukan dengan maksud dan
bertujuan untuk meningkatkan kemurnian kadar bioetanol. Bioetanol yang digunakan
sebagai umpan yaitu Bioetanol dari kulit nanas dengan kadar 12%. Untuk
mendapatkan kemumian bioetanol yang terbaik maka pada penelitian ini
menggunakan tahapan proses Adsorpsi-Distilasi Pada proses adsorpsi, jenis adsorbent
yang digunakan untuk pemurnian bioetanol adalah RCC yang telah di aktivasi secara
fisika.dengan perbandingan pengaruh variasi berat RCC 2,5 gram, 7,5 gram, dan 12,5
gram yang kemudian dikombinasikan dengan variasi waktu lamanya distilasi 30
menit, 90 menit, dan 150 menit. Proses yang paling efektif untuk pemurnian dan
kenaikan kadar etanol adalah Dari variasi berat RCC diperoleh kadar etanol yang
paling tinggi yaitu sebesar 22% dengan kadar etanol awal sebesar 12% dan berat
RCC yang digunakan sebanyak 12,5 gram. Untuk pengaruh waktu proses adsorpsi-
distilasi terhadap kenaikan kadar etanol didapatkan variasi waktu yang paling efektif
adalah selama 150 menit. dengan hasil pemurnian kadar etanol 24% dengan berat
RCC yang digunakan sebanyak 10 gram.
Kata Kunci : Kulit Nanas,Adsorben,Bioetanol,Katalis
viii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ......................................................................................... ii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah .............................................................................. 4
1.3. Tujuan Penelitian .............................................................................. 4
1.4. Manfaat Penelitian ............................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Bioethanol .......................................................................................... 5
2.2. Kulit nanas ........................................................................................ 9
2.3. Bahan Pembantu Pada Proses Pembuatan Bioetanol ......................... 13
2.4. Katalis bekas proses cracking ............................................................ 15
2.5. Proses pembuatan bioetanol ............................................................... 16
2.6. Penelitian terkait ................................................................................. 19
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................... 21
3.2. Bahan dan Alat ................................................................................... 21
3.3. Prosedur Penelitian ............................................................................ 22
3.4. Diagram Proses ................................................................................. 24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian .................................................................................. 26
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ....................................................................................... 29
5.2. Saran ................................................................................................... 30
LAMPIRAN ......................................................................................................... 31
Lampiran Perhitungan ....................................................................................... 30
Lampiran Alat dan Bahan ................................................................................. 31
Lampiran Gambar .............................................................................................. 35
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 39
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Industri energi merupakan sebuah industri yang memproduksi dan
menjual energi. Yang dimana energi itu sendiri meliputi proses ektraksi,
manufaktur, pemurnian dan distribusan. Di masyarakat modern saat ini energi
merupakan kebutuhan yang tak terhindarkan untuk menopang infrastruktur
suatu negara. Dimana setiap Industri membutuhkan energi, namun banyaknya
energi yang digunakan saat ini merupakan energi yang tak rebarukan
(unrenewable) dan menyebabkan dunia industri mau tidak mau akan
menghadapi krisis energi dalam beberapa tahun mendatang.
Tingginya ketergantungan terhadap bahan bakar fosil terutama minyak
bumi (sekitar 47%), batubara (27%) dan gas alam (20%) mengakibatkan
ketersediaan bahan bakar fosil semakin menipis. Sumber daya fosil merupakan
sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui dan lamakelamaan akan habis
apabila di eksplorasi secara terus menerus. Sehingga diperlukan adanya
pengembangan energi terbarukan seperti produktivitas etanol Poernomo,
(2014). Menurut Andayana, (2014) masalah yang sering dihadapi pada industri
kimia adalah pemanfaatan bahan tidak berguna yang murah menjadi bahan-
bahan yang lebih berguna dan bernilai tinggi.
Dunia industri dimasa sekarang sedang terfokus pada pencarian energi
alternatif bahan bakar biomassa sebagai sumber energi terbarukan (renewable).
Hal ini disebabkan oleh semakin menipisnya persediaan bahan bakar fosil,
harga minyak dunia yang tidak stabil yang mengakibatkan ketergantungan
terhadap energi minyak bumi, sehingga mendorong penelitian dan
pengembangan sumber energi alternatif dari sumber yang diperbaharui (Safitri,
2014) .
Sumber energi alternatif yang cukup potensial adalah bioetanol.
Bioetanol merupakan etanol yang dihasilkan dari fermentasi glukosa (gula)
2
yang dilanjutkan dengan proses distilasi. Proses distilasi dapat
menghasilkan etanol dengan kadar 95% volume, untuk digunakan sebagai
bahan bakar (biofuel) perlu lebih dimurnikan lagi hingga mencapai 99% yang
lazim disebut Fuel Grade Ethanol (FGE). Proses pemurnian dengan prinsip
dehidrasi umumnya dilakukan dengan metode Molecular Sieve, untuk
memisahkan air dari senyawa etanol (Musanif, 2012).
Bioetanol dapat diproduksi melalui proses fermentasi dari tanaman
penghasil karbohidrat dan gula. Salah satu bahan baku yang dapat digunakan
untuk pembuatan bioetanol ini adalah kulit nanas. Kulit nanas mengandung
81,72% air, 17,53% karbohidrat, 4,41% protein, 13,65% gula pereduksi, dan
20,87% serat kasar. (Wijana., 1991). kulit nanas mengandung 81,72 % air;
20,87 % serat kasar; 17,53 % karbohidrat; 4,41 % protein dan 13,65 % gula
reduksi. Mengingat kandungan karbohidrat dan gula yang cukup tinggi tersebut
maka kulit nanas memungkinkan untuk diman-faatkan sebagai bahan baku
bioetanol (Setyawati, 2012).
Nanas (Ananas comosus L. Merr) adalah salah satu jenis buah yang
terdapat di Indonesia yang pemasarannya cukup merata di daerah-daerah
Indonesia. Berdasarkan hasil studi kasus di lapangan, beberapa usaha olahan
keripik nanas di Kualu Nanas, Pekanbaru, Riau memiliki kapasitas rata-rata 12-
15 kg/hari, dengan jumlah buah nanas yang digunakan sebagai bahan baku
sekitar 200 kg/hari. Tahir (2008) menyatakan limbah kulit nanas yang
dihasilkan dari satu buah nanas berkisar 21,73 – 24,48 %, sehingga limbah
kulit nanas yang dihasilkan dapat mencapai 40-50 kg/hari.
Ada banyak metode yang digunakan dalam pembuatan bioethanol dari
kulit nanas ini. Namun yang paling sering digunakan yaitu dengan metode
fermentasi, yaitu denngan menggunakan ragi. Dalam proses ini juga terdapat
beberapa faktor yang menjadi penentu besarnya konsentrasi ethanol yang
dihasilkan. Mulai dari metode, jenis ragi, banyaknya penambahan ragi sampai
jangka waktu melakukan fermentasi akan sangat mempengaruhi produk yang
dihasilkan.
3
Berdasarkan penelitian terdahulu, Setyawati (2011), bioetanol yang
dihasilkan dari kulit nanas hanya sebesar 3,9 %. Pemurnian yang telah
dilakukan adalah proses destilasi dengan ulangan sebanyak tiga kali. Kadar
etanol hasil fermentasi tidak dapat mencapai level diatas 18 hingga 21 persen,
sebab etanol dengan kadar tesebut bersifat toxic terhadap ragi yang
memproduksi etanol tersebut sehingga untuk memperoleh etanol dengan kadar
yang lebih tinggi perlu dilakukan destilasi. Destilasi adalah proses pemanasan
yang memisahkan etanol dan beberapa komponen cair lain dari substrat
fermentasi sehingga diperoleh kadar etanol yang lebih tinggi.
pada penelitian yang dilakukan oleh Astuti dkk (2012) dengan
penggunaan proses absrobsi sebagai pemurnian tambahan, absorben yang
digunakan adalah Zeolit alam dan batu kapur. Peningkatan bioetanol yang
dihasilkan sebesar 27,22%. Berdasarkan kesimpulan penelitian tersebut
penggunaan alternative adsorben lain juga diperlukan. Adsorben alternatif
tersebut adalah “Limbah katalis dari hasil cracking di pertamina RU III” yang
mana limbah tersebut sering tidak terpakai dan dibuang begitu saja. Dan
dengan harapan limbah tersebut dapat dimanfaatkan sebagai alternatif dari
penggunaan zeolit alam yang mahal. Dalam penelitian ini akan dilakukan
pembuatan Bioethanol dari kulit nanas dengan pemurnian tambahan dengan
menggunakan media Adsorben.
4
1.2 Permasalahan
1. Bagaimana proses peningkatan kadar Bioethanol dari kulit nanas dengan
menggunakan Residue Catalityc (RCC) yang di aktivasi secara fisika?
2. Bagaimana pengaruh banyaknya adsorben terhadap Bioethanol yang
dihasilkan?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Untuk meningkatkan kemurnian kadar bioethanol ?
2. Untuk Mengetahui pengaruh banyaknya adsorben terhadap kadar
Bioethanol yang dihasilkan?
1.4 Manfaat Penelitian
1. Memanfaatkan Limbah dari bekas cracking RU III sebagai katalis dalam
proses peningkatan kadar bioethanol.
2. Mengetahui banyaknya kadar bioethanol yang dihasilkan setelah di
lakukan proses pemurnian bioethanol menggunakan adsorben Residue
Catalityc(RCC).
3. Memberikan informasi bagi pembaca mengenai pemanfaatan limbah
katalis bekas cracking pertamina RU III Sebagai adsorben dalam
peningkatan kadar bioethanol.
39
39
DAFTAR PUSTAKA
Alcazar, A., J. M. Jurado, F. Pablos, A. G. Gonzalez, and M. J. Martin. 2006.
HFLC Determination Of 2-L'uraldehyde And 5~Hydroxymelhyl-2-
Furaldehyde In Alcoholic Beverages. Microchemical Journal. 82(1): 22-28
Alley, E. R. 2007. Water quality control handbook. New York, N.Y.: McGraw-
Hill.
Bailey, P. S. 1982. Ozonation In Organic Chemistry. New York, N.Y.: Academic
press. Inc.
Barrer, FRS, R.M., 1978, Zeolites And Clay Minerals As Sorbents And
Molecules, Academic Press, New York.
Boonfung, C and Rattanaphanee, P., 2010, "Pressure Swing Adsorption With
Cassava Adsorbent For Dehydration Of Ethanol Vapor". World Academy
of Science, Engineering and Technology, 71.
Campo, E., J. Cacho, and V. Ferreira. 2007. Solid Phase Extraction,
Multidimensional Gas Chromatography Mass Spectrometry Determination
Of Four Novel Aroma Powerful Ethyl Esters: Assessment Of Their
Occurrence And Importance In Wine And Other Alcoholic Beverages.
Journal of Chromatography A. 1140: 180-188.
Desroir. Norman. 1988. Unit Processing Organic Synthesis, ed 5. McGraw-Hill
Book Company. New York.
Febriana, V., Pengaruh Suhu Kalsinasi Pada Aktivasi Zeolit Alam Terhadap
Kemampuan Mengadsorpsi Ion Besiflll), Skripsi S1, Universitas Negeri
Malang, Malang, 2009.
Groggins, P.H., 1992, ""Unit Process In Organic Synthesis", Mc Graw Hill Book
Company, New York. Heraldy, E.; Hisyam, S. W., Characterization And
Activation Of Natural Zeolite From Ponorogo. Indonesian Journal Of
Chemistry, 2003, Vol. 3, 91-97.
Igbokwe, P. K., Okolomike, R.O, and Nwokolo, S.O., 2008, "Zeolite For Drying
Og Ethanol-Water System From A Nigerian Clay Resource", Journal of
the University of Chemical Technology and Metallurgy, 43, 1, 109-112.
40
40
Levine, I. N., Physical ChemistryMb Ed, McGraw Hill, New York, 2002; p. 570.
Lee S, Speight JG, Loyalka SK. Hand Book Of Alternative Fuel Technologies.
USA: CRC Taylor and Francis Group; 2007.
Ma'ruf, A., dan Mulyadi, A.H., 2010, "Pembuatan Zeolit Pelet Sebagai Adsorben
Pada Pembuatan Bioetanol Tradisional", Laporan Penelitian, Program
Studi Teknik Kimia, UMP, Purwokerto.
Mccabe, L. W.; Smith, C. J.; Harriot, P., Unit Operation of Chemical Engineering,
7th Ed., McGraw-Hill, New York, 2004.
McMillan, J.D. (1997) Bioethanol Production: Status And Prospects. Renewable
Energy, 10, 295.
Mustain, Konversi Zeolit Alam menjadi ZSM-5, Tesis S2, Universitas Institut
Teknologi Bandung, Bandung, 1997.
Niven, R.K. (2005) Ethanol in gasoline: environmental impacts and .sustainability
review article. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 9, 535.
Osamu K, Carl HW. Biomass Handbook. Gordon Breach Science Publisher;
1989. Perry, R.H., "
Perry Chemical Engineering Hands Book", Mc Grow Hill, Singapore. 1984.
Plham, C.B., Mansigan, V.E., and Luis, V.S., "Development Of Low Energy
Process Of Water Adsorption From Ethyl Alcohol", National Institutes of
Biotechnology and Applied Microbiology, U.P. at Los Banos, College,
Laguna, Philippines.
Poedjiadi A. 1994. Dasar-dasar Biokimia. Universitas Indonesia. Jakarta.
Prescott. S. G and C. G, Said. 1959. Industrial Microbiology, ed 3. McGraw-Hill
Book Company. New York.
RaklimatuUah, D.K.A., wiradini, G., dan Ariyanto, N.P., 2007, "Pembuatan
Adsorben Dari Zeolit Alam Dengan Karakteristik Adsorption Properties
Untuk Kemurnian Bioetanol", Program Studi Teknik Fisika, FTI, ITB,
Bandung.
Rini, D. K., Optimasi Aktivasi Zeolit Alam untuk Dehumifikasi Udara, Skripsi SI,
Universitas Diponegoro, Semarang, 2010.